Moagem

Como observado nas seções anteriores, para qualquer tipo de placa cerâmica produzida, o ciclo de produção se inicia com a preparação da massa cerâmica e prossegue com a conformação (prensagem), secagem, preparação e aplicação de esmaltes e queima. Apesar de as soluções e tecnologias utilizadas na produção de revestimentos cerâmicos assumirem configurações particulares, conforme cada caso, importantes diferenças de processo podem ser verificadas na fase de preparação da massa cerâmica que compreende as operações as quais são submetidas as matérias-primas destinadas ao suporte (substrato). A moagem de matérias-primas cerâmicas para revestimento pode ser feita a seco ou a úmido. O processo a seco consiste na moagem das matérias-primas sem adição de água. O ajuste adequado da umidade para a posterior prensagem do pó é feito em uma etapa sucessiva, por meio de equipamentos de umidificação. O processo a úmido consiste na moagem das matérias-primas em presença de água e a subsequente atomização (secagem por spray) da suspensão ou barbotina obtida.

O critério fundamental de escolha entre essas duas tecnologias baseia-se principalmente nos tipos de matéria-prima:13 _{o processo a} úmido é praticamente obrigatório quando se tem à disposição matérias- primas com características físicas muito diferentes, as quais devem ser,

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além de moídas, homogeneamente misturadas. Esse é o caso de massas de queima branca para produção de grés porcelanato. Todavia, as massas preparadas pelo processo a úmido e, portanto, atomizadas, permitem na etapa de prensagem, por efeito das excelentes caracte- rísticas granulométricas do pó obtido, um melhor preenchimento das matrizes ou estampos. Isso resulta em maiores densidades do produ- to a verde e seco e, portanto, melhores propriedades mecânicas da placa, tanto antes como depois da queima. Essas vantagens são muito importantes, sobretudo na tecnologia de monoqueima, de maneira particular quando são utilizados ciclos rápidos de queima.

O processo a seco, por outro lado, é muito menos dispendioso do ponto de vista energético, o que constitui sua principal vantagem. De fato, de maneira geral, o consumo específico de energia elétrica dos moinhos utilizados no processo a seco corresponde, em média, a ~12 kWh/t. Nos moinhos utilizados para a preparação de massas via úmida de grés e porcelanato, o consumo médio de energia corresponde, respectivamente, a ~19 e ~40 kWh/t. Mais importante ainda, do ponto de vista energético, é a quantidade de água evaporada no processo a úmido. Assumindo que as matérias-primas apresentem um teor de umidade de aproximadamente 6%, o processo a seco apresenta um con- sumo energético específico global 2,5 vezes menor do que o processo a úmido. Os grânulos obtidos apresentam uma morfologia similar àquela dos atomizados, porém com densidades aparentes maiores.14

No Brasil, a escolha do processo de moagem tem conotações históricas regionais. A moagem a úmido é predominante em Santa Catarina. Nesse estado, as plantas foram adquiridas com as tecnolo- gias (principalmente italianas) mais recentes, disponíveis à época. Já os processos de moagem a seco são a regra no interior de São Paulo. A região de Santa Gertrudes, tradicionalmente um polo de cerâmica vermelha, paulatinamente passou da fabricação de tijolos e telhas, tipicamente um processo de moagem a seco, para a produção de re- vestimentos cerâmicos.

A moagem a úmido da massa pode ser realizada de maneira contínua ou descontínua. A escolha do tipo de processo de moagem pode depender de diversos critérios, como dimensão das instalações da fábrica, qualificação do pessoal envolvido e características das matérias-primas.

No Brasil, predominam, em ampla maioria, os processos des- contínuos. Por razões econômicas, o uso de moinhos contínuos só se justifica em instalações novas com grande produtividade.

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2.3.2.1 Moagem a úmido descontínua

Os moinhos descontínuos são cilíndricos, construídos em aço, dotados de orifícios de alimentação e descarga de materiais e revestidos internamente com materiais, tais como sílica, alumina, borracha. Os corpos de moagem podem ser de sílica ou de alumina. O acionamento pode ser realizado por meio de conversores estáticos de frequência com microprocessador. Esses dispositivos permitem a variação da velocidade de rotação do moinho, otimizando o consumo energético e a produtividade.

Na moagem intermitente, a carga, adequadamente dosada, é introduzida no moinho juntamente com as quantidades de água e dispersantes especificados. Finalizada a moagem, após o controle de resíduo, a barbotina é peneirada e descarregada nas vascas de estocagem.

2.3.2.2 Moagem a úmido contínua

O processo de moagem contínua pode ser uma alternativa vantajosa em termos técnicos e econômicos. Do ponto de vista tecnológico, as vantagens mais imediatas resultantes são maior estabilidade das características da barbotina e aumento da densidade. Com relação ao aspecto econômico, a moagem contínua representa uma economia direta no pessoal empregado e indireta na energia necessária para a evaporação da água. Nesse caso, é possível operar com barbotinas com maiores quantidades de sólidos em comparação com a moagem intermitente.

Os moinhos contínuos também são cilindros construídos em chapa de aço. O interior do moinho pode ser subdividido em duas ou três câmaras de moagem, separadas por um ou dois diafragmas. São disponíveis, externamente, sistemas desmontáveis para manutenção e inspeção. O revestimento interno de borracha resistente ao desgaste apresenta um perfil e espessuras particularmente elaboradas para fornecer a máxima eficiência durante a moagem. Também nesse caso são usados corpos de moagem de sílica ou alumina.

Na moagem contínua, a mistura de matérias-primas ou carga é introduzida no moinho por meio de diversos sistemas de alimentação, mas sem soluções de continuidade. No entanto, é prevista uma pré- mistura das matérias-primas e do defloculante com a suspensão aquosa contendo os resíduos do peneiramento. Na descarga do moinho, efetua- se um controle da barbotina inicialmente com uma peneira de maior

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abertura de malha e então com uma bateria de peneiras com aberturas de malhas menores. O resíduo de peneiramento é arrastado pela água pré-dosada destinada ao moinho, enquanto a barbotina filtrada é conduzida para uma vasca de coleta provida de agitadores, da qual pode ser diretamente bombeada para o atomizador. Se as matérias-primas apresentarem baixos valores de resíduo, pode-se efetuar a dispersão de uma parte das argilas e eventualmente de resíduos de massa em um agitador, operando paralelamente ao moinho. Alternativamente, pode-se também prever uma dispersão preliminar das matérias-primas argilosas que serão sucessivamente conduzidas para o moinho, com outros componentes da massa. Esta opção revela-se particularmente interessante nos casos em que as massas são constituídas por uma fração relevante de argilas fortemente plásticas e com umidade natural superior aos 15-20%.